C++基础第5章：语句（2）——基于范围的for循环、语句的综合应用（达夫设备）

• 1.基于范围的for循环（重要）
• • 1.1.基于范围for循环背后原理
  • 1.2.使用常量左值引用读元素
  • 1.3.使用万能引用(universal reference)修改元素
• 2.语句的综合应用——达夫设备
• • 2.1.循环展开实例代码

注意解释中，auto &&是一个万能引用（universal reference），一般来说写&&都是右值引用，但是这里如果前面有auto的话则是万能引用。万能引用在推导的时候会推导出具体的引用类型，有可能是左值引用，也有可能是右值引用。

• C++17之前的推导（例如这里使用C++11）：
  
  

• C++17的推导：
  
  

• C++20的推导：感觉不会用到，实际上明白C++17之前的原理就足够使用了。

• 按照简单的想法，使用auto&即可，如下所示：
  
• 但是在某些情况下，auto&编译直接会报错，如下的程序中，std::vector的迭代器解引用之后并不是bool类型，而是一个中间类型，这和他其中的实现有关。此时如果使用auto&编译就会报错，而是用万能引用auto&&则没问题。因此对于修改元素的操作，推荐使用万能引用auto&&。
  
  上面的程序使用万能引用完整的翻译如下：

#include 
#include 

int main()
{
  std::vector arr = std::vector >{std::initializer_list{true, false}, std::allocator()};
  {
    std::vector > & __range1 = arr;
    for(std::_Bit_iterator __begin1 = std::_Bit_iterator(__range1.begin()), __end1 = std::_Bit_iterator(__range1.end()); operator!=(__begin1, __end1); __begin1.operator++()) {
      std::_Bit_reference && x = __begin1.operator*();
      x.operator=(false);
    }
    
  }
  return 0;
}

假设有一个10000维的数组，我们要找其中的最大值，写一个for循环如下。注意for循环内部的数据是一个三目运算符，它的操作是非常快的，而for循环每次要判断循环是否成立、对循环变量自增，这样的操作反而更加浪费性能。

因此使用循环展开，让循环本身的操作降低比重，让更多的计算发生在循环体内部：

但是注意这样循环展开的结果有可能存在边界问题，因为如果是10000个元素，使用8个的步长是可以遍历完的。但是如果不是8的倍数个元素，那么最后的元素会访问越界。

解决方式：

1. 方式1：比较简单但是不是特别好的方法
   
2. 更优的解决方法：
   

3. 再次改进：把不能整除的部分先处理，然后剩下能整除的大部分在后面处理：
   
4. 终极改进：达夫设备
   注意上面的写法还是存在fallthrough 的警告，修改如下之后就没有警告了：